安世亚太田锋：你八成没明白什么是“仿真驱动研发”

如果你是仿真界人士，一定听说过“仿真驱动研发”这一词汇。该词最初被某供应商提出，之后被更多供应商使用，然后被媒体采纳，被企业接纳…….说多了就成了“成语”。

不过，你确认你明白什么是“仿真驱动研发”么？同样的问题我也想问给仿真技术供应商，你们确认你们把“仿真驱动研发”表述正确了么？

关于此成语，见过比较多的一张图是下面这张图

本图的确反映了仿真在产品设计单一过程中的驱动作用，但产品研发是具有更大时空框架的过程。研发过程就像南水北调工程，仿真就像是水泵。整个工程有无数个不同类型的水泵，在哪个地方安置何种水泵才能最高效地发挥水泵们的作用是一个系统工程。

在企业中往往有两种极端思维：一种是认为仿真无所不能，应该尽量多地用仿真来指导设计；另一种是认为仿真就是锦上添花，在确定设计方案后做一定的确认即可，有些企业甚至把仿真作为展示或作秀之用。

其实，仿真是个高投入、高成本的活动，不仅软件价格昂贵，使用人员的成本也较高，时间投入也相对较长。对于一个产品的设计，在不必要的环节投入仿真，换取的回报也许会小于投入，所以，仿真并不是用得越多越好。相反，把仿真完全看成是花瓶和作秀，就过于轻视了仿真的价值，企业花重金购买仿真软件变成了一种浪费。

界定仿真能发挥最大价值的环节，以最高的性价比来引入仿真，才是“仿真驱动研发”的精髓，我们称之为“仿真规范”建设，也是我们今天文章的主题。

在正文展开之前，我们先界定两个容易混淆的词汇——标准与规范。在《与“假仿真”来个了断》一文中，我们提出仿真“标准”建设的重要性。本文又提出“规范”一词。由于业界对“标准”和“规范”两个词汇的定义没有一定之规，所以这里有必要对这两个词汇做一定的定义。我们用以下两句话来概括这两个词汇的区别：

· “规范”用来回答在什么地方用仿真、用什么仿真的问题；

· “标准”用来回答如何做好仿真的问题，定义所谓好的评判标准（依据）。

设计流程的仿真化改造

仿真标准与规范建设的前提是设计流程的仿真化改造。设计就像打仗，打仗就得熟悉兵力布局、作战地形、行军路线和作战路线。设计流程就是反映设计地形和路线的地图。

复杂产品的设计必然有着复杂的设计流程和大量设计活动，相当于有着错综复杂的地形和路线。如果缺少这样一张地图，从布局、行军到作战，必然处处受制。因此，设计流程既具有引领作用，又具有枢纽作用，同时又具有保障和管控作用。

所谓兵马未动粮草先行，当我们清楚了作战地形和路线之后，我们可以在那些关键环节提前部署兵器，仿真工具就是这些兵器中的重要一类。经过仿真化改造的设计流程称为“综合设计流程”。

设计流程仿真化的具体方法是重新审视设计流程，找到仿真价值最大的环节，将正确的仿真技术嵌入其中。仿真最直接的价值是替代试验，所以传统上的试验环往往是流程优化工作的最先关注的地方。当然，仿真的最终目的是创新，而不是验证，所以在设计的早期，虽然没有太多试验活动，但仿真的价值却最大。

产品设计一般划分为以下几个阶段：方案论证阶段、概念设计阶段、技术设计阶段、试验验证阶段等。仿真在不同阶段的用途不同，例如：

· 方案论证阶段——利用仿真进行快速论证。此时我们往往追求仿真的快速，不追求精确；

· 概念设计阶段——利用仿真进行方案的快速验证。系统仿真和多学科仿真是主要手段；

· 技术设计阶段——利用仿真完成关键设计参数的优化与确定。此处实物仿真是重点手段；

· 试验验证阶段——尽管仿真的目的是替代试验，但在实践中必要的试验还需要保留，特别是某些行业规范要求如此。利用仿真帮助规划试验方案，准确定位测试点，减少试错，精益地获得数据，用较少的次数达到试验目的，提升试验效率。

相同零部件的同类仿真分析在不同设计阶段的分析目的不同，因此，采用的技术、工具、仿真模型、网格的处理方式、结果的处理与评价等也各不相同。

仿真规范用来排兵布阵

如何界定仿真能发挥最大价值的环节，确保必要的时候做正确的仿真，是“仿真规范”建设的任务。

仿真规范规定了产品在不同设计阶段、不同专业应开展的仿真工作以及各仿真任务应采用的技术和方法。本规范应作为强制性文件要求全体仿真人员使用和遵守。

另外，考虑到企业仿真体系的成熟度是逐步进化的，所以，仿真规范不仅要规定“理想情况下产品研发在什么时候要做什么仿真”，还应该规定“在仿真体系不同成熟度级别，应该做何种裁剪。”

仿真规范最终应该形成一套仿真规范手册，手册中除了描述产品研发阶段中所涉及的所有仿真任务清单外，还应该描述每个仿真任务的SIPOC模型中的具体信息。

某企业在发动机设计中的关键仿真工作项

在相应的仿真技术规范中，明确仿真任务的工作要求、输入输出、上下游工作关系、使用的技术和工具、执行人要求、预测工作量、可参考的知识或规范等，详见下图：

仿真任务的描述模型

· 任务约束：该项任务需要在何种原则、规范或标准之下来完成；

· 输入与输出：该任务的输入数据及数据来源、输出数据的要求和去向；

· 采用的技术、工具和模板：分析并规范该任务所采用的技术、工具及模板；

· 执行人要求：根据难度和重要度，提出执行人员的能力要求；

· 工作量预测：本信息对于产品研发周期和仿真项目管理有指导意义；

· 参考的知识：本信息对于执行人员按规定时间和质量完成任务有指导意义。

“仿真驱动研发”的真谛

本文与《与“假仿真”来个了断》一文，共同解决了一个重要问题：在产品研发体系中，在正确的地方做正确的仿真，并且把仿真做正确。这意味着要在研发的关键环节正确利用仿真技术，打通设计瓶颈。这里强调要让仿真只出现在正确的地方，好钢用在刀刃上，而不是将仿真泛滥在研发流程的所有环节。这是仿真能力体系建设的核心，也是“仿真驱动研发”真谛。